發(fā)布時間：2020-12-16 15:54

　　根據(jù)摩爾定律,半導(dǎo)體工業(yè)中,集成電路每一年半到兩年時間其集成化就會有一倍的提升,然而傳統(tǒng)工藝所使用的硅材料受到制備工藝的限制,已經(jīng)快要到達(dá)極限。尋找合適的材料來替代硅成為了必然的趨勢。石墨烯自成功在實驗室制備以來,成為了各個領(lǐng)域的研究熱點。由于其自身的遷移率高達(dá)15000cm2V-1s-1,成為下一代半導(dǎo)體工業(yè)的熱門候選材料之一,但是由于其帶隙為零,這樣在制作成半導(dǎo)體器件之后器件的關(guān)斷電流較高,開關(guān)比很低,所以無法用于工業(yè)。因此如何打開石墨烯的帶隙成為人們的研究重點,在現(xiàn)有報道中,已經(jīng)可以成功打開石墨烯的帶隙,但是同時會伴隨著其遷移率的降低,因此其工業(yè)化道路還需更進(jìn)一步的研究。在石墨烯發(fā)現(xiàn)之后,二維材料由于其結(jié)構(gòu)的天然優(yōu)勢成為了研究熱點。而二維層狀金屬硫族化合物是二維材料中重要的一種,其帶隙在1eV-3eV,這使得制作出的場效應(yīng)晶體管會具有高開關(guān)比,成為了下一代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的候選材料之一。在對制作成本,有無毒性,遷移率大小等多種因素的考慮下,我們選擇了無毒且低成本的二硫化錫作為本文的研究材料,制備了超薄的二硫化錫納米片,并探究了其FET器件的性能,具體工作如下:1.通過使用Si/Si02... 

【文章來源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯的制備方法1211

二維層狀材料都是通過化學(xué)氣相沉積制備出的。Ｘｉａ等人通過ｍｉｃａ為基板，在大氣??壓下利用ＣＶＤ法制備出形貌規(guī)則的片狀ＳｎＳ２，其生長的示意圖和得到的ＳｎＳ２的形??貌如圖１．４所示化學(xué)氣相沉積的方法在制備二維材料時制備周期短，可重復(fù)率??高，并且可控等優(yōu)點，但是化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)條件通常也高，一般需要在高溫條??件和有化學(xué)惰性的保護(hù)氣氣體參與下進(jìn)行。??使用化學(xué)氣相沉積法制備ＳｎＳ２時，采用不同的錫源時，由于生長機制的不同，??可以制備出不同尺寸和不同形貌的ＳｎＳ２納米片。圖１．５為翟天佑課題組使用Ｓｎｌ２??作為錫源，硫粉作為硫源制備得到了?１００ｐｍ以上的ＳｎＳ２［７２］。??ａ??Ｓ?ｐｏｗｄｅｒ?Ｓｎｌ２?ｐｏｗｄｅｒ??ｊ?ｊ?Ｓｉ０‘，／Ｓｉ??私丄?．．．．．．；??１??圖１．５采用Ｓｎｌ２作為錫源制備ＳｎＳ２反應(yīng)示意圖和ＳＥＭ圖［７２］??８??

２０１２年，Ｆａｌｌａｈａｚａｄ等人利用機械剝離的超�。停铮樱澹膊牧�，在Ｓｉ０２／Ｓｉ襯底上??制作了背柵結(jié)構(gòu)的ＦＥＴ，測試結(jié)果表明ＭｏＳｅ２材料為ｎ型半導(dǎo)體，并具有良好的柵??極調(diào)控能力，如圖１．８所示［１（）２］。在室溫的測試結(jié)果表明，ＭｏＳｅ：的ＦＥＴ具有開關(guān)比??為１０６，遷移率為５０?ｃｍＷ１，這表明ＭｏＳｅ２在電學(xué)方面的應(yīng)用潛力。此外Ｆａｌｌａｈａｚａｄ??等人的進(jìn)一步研宄表明，ＭｏＳｅ２的遷移率受溫度影響較大，并指出聲子散射是限制??其室溫下遷移率的主要因素。??（ａ）?３５１?１?￣，?＇￣?（ｂ）?３５?Ｉ，?，?，?＇２００?＇—＇＇—＇￣￣￣—??Ｉ１５．?Ｍｌ?－?Ｉ１５＇?／，?２９８Ｋ－??ｉ〇－?＃／ｉ?？?－?Ｍ?°??５?ｌ／ｌ?■?－?ｆ?▽＝．??ｉ?１?〇［，－■■Ｗ８Ｋ?１??－１０?〇?１０?２０?３０?４０?－２０?－１〇?〇?１〇?２０?３０?４０??Ｖ〇（Ｖ）?Ｖｃ－ＶＴ（Ｖ）??圖１．８ＭｏＳｅ２－ＦＥＴ的性能圖??機械剝離的單層Ｍ〇Ｓ２遷移率約２１７Ｃｍ２ＶＹ１開關(guān)比為１０８。單層的ＷＳｅ２遷移??率是１４０ｃｍ２Ｖ—Ｖ１，雙層時則是ＳＯＯｃｎｆＶ—Ｖ１?


本文編號：2920413